JP6247694B2 - Ｎｄガラス電球を有するｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一般に照明及び照明装置に関する。詳細には、本開示は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する照明器具の実施形態に関し、本実施形態は、赤緑色対比が強調され、全体的な色彩選好が強調されたスペクトルパワー分布を示す。ある実施形態では、本明細書に記載されるランプは、Ａラインのランプ（例えば、Ａ１９型）又はＢＲランプ（例えば、ＢＲ３０型）に関連することがある。

白熱ランプ（例えば、一体型の白熱ランプ及びハロゲンランプ）は、ねじ付き口金コネクタ（白熱電球では「エジソン型口金）」とも呼ばれる）を介してソケットと螺合する。これらのランプは、しばしば、標準電源（例えば、ＡＣ１１０Ｖ及び／若しくは２２０Ｖ、並びに／又はＤＣ１２Ｖ）で動作する構成部品を含む一体型パッケージの形態をしている。そうしたランプは、例えば、卓上ランプ、テーブルランプ、装飾ランプ、シャンデリア、天井灯、及び他の全般照明用途において様々に応用される。白熱ランプのいくつかの幾何学的形状は、限定されないが、例えば、Ａライン、Ｒ、ＢＲ、ＰＡＲ、装飾（Ｄｅｃｏ）、及びＭＲ型ランプといった用途で使用される。

一部の型の白熱ランプは、照明対象物の赤緑色対比を表現する能力が強化されている。そうしたランプは、そうした対象物の色がより濃厚に又は鮮明に見えるようにすることができるため、対象物を照明するランプのユーザに対して大きな訴求力がある。この型の特に魅力的な白熱ランプとしては、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社の事業部であるＧＥ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ社から販売されているＲｅｖｅａｌ（商標）ブランドのランプがある。また、Ｒｅｖｅａｌ（商標）製品の顧客は、白色スペクトルが強調されていない場合と比較したとき、光が「より白く」、「より明るく」見え、全体的な色彩選好が強調された方を好む。

白熱ランプと比較した場合、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＬＥＤベースの装置などのソリッドステート照明技術は、しばしば優れた性能を有する。この性能は、ランプ使用寿命（例えば、ある時間にわたるランプのルーメン維持率及びランプの信頼性）、ランプ有効性（１ワット当たりの光束）、及び他のパラメータによって定量化されうる。

魅力的な赤緑色対比特性も有するＬＥＤ照明器具を作り、使用することは、望ましい可能性がある。

米国特許第２０１２／１３４１３３号

本明細書ではＬＥＤ式ランプが提供される。有利な実施形態では、ＬＥＤ式ランプは、凹面の光拡散体、分離された凹面のネオジムドープガラス電球、リフレクタ、光を放射するように構成された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むプリント回路板、及びヒートシンク本体を含む。凹面の光拡散体は、第１の内部容積を有し、凹面のネオジムドープガラス電球は、第１の内部容積内部に配置される。ネオジムドープガラス電球は、第２の内部容積を画成し、リフレクタ及びプリント回路板は、両方とも第２の内部容積内部に配置される。ある実施形態では、リフレクタは、内部反射面及び外部反射面を有する傾斜環状壁を含み、リフレクタの底部は、プリント回路板に接続される。ヒートシンクは、プリント回路板及びリフレクタに熱的に接続される。

他の有益な実施形態では、ＬＥＤ式ランプは、投光ランプ、又はＢＲ型のランプとして構成される。ある実施態様では、ＬＥＤランプは、円板形又は凹面の円板形を有する光拡散体、光拡散体に取り付けられたヒートシンク本体、リフレクタ、凹面のネオジムドープガラス電球、及び複数のＬＥＤを備えるプリント回路板を含む。ヒートシンク本体は、第１の内部容積を画成する壁を有し、リフレクタは、傾斜輪状反射壁を有し、第１の内部容積内部に配置される。ヒートシンク本体は、第２の内部容積を画成する内部表面を有し、凹面のネオジムドープガラス電球は、第２の内部容積内部に配置される。プリント回路板は、リフレクタの下方部分に配置され、ヒートシンク本体と熱的に連通する。プリント回路板上の複数のＬＥＤは、凹面のネオジムドープガラス電球を通して光を放射するように構成される。

本発明の態様及び／又は特徴、並びにこれらの付随する恩恵及び／又は利点の多くは、詳細な説明を参照し、図面が縮尺通りには描かれていない場合がある添付図面に関連して考慮される場合、より容易に明白となり、理解されるようになるであろう。

本発明の実施形態に係る例示的な照明器具又はＡライン型のランプの概略側面図である。 本発明の実施形態に係る例示的な照明器具又はＡライン型のランプの分解概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る構成部品を組み込む投光ランプの実施形態である。 本発明の実施形態に係る図３の投光ランプの断面図である。 本発明の実施形態に係る図４の投光ランプの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る環状拡散体を有する光源の側面図である。 本発明の実施形態に係る環状拡散体を有する光源の側面斜視図である。 本発明の実施形態に係る図７Ａの光源の変形実施形態である。

全体的に、及び実施形態の概念を紹介するため、ＬＥＤベースの照明器具又はランプについて説明する。

ある実施形態（例えば、Ａライン）では、器具は、半球形、回転楕円体形、長球若しくは偏球楕円体形、卵形、円錐形、多角形面形、又は環状体形を有する光拡散体を備える。拡散体は、第１の内部容積を画成する凹面を有する。器具は、光拡散体とは必ずしも同一形状ではない半球形、回転楕円体形、長球若しくは偏球楕円体形、卵形、円錐形、多角形面形、又は環状体形を有し、ネオジム（Ｎｄ）酸化物であるＮｄ₂Ｏ₃がドープされ、実質的に第１の内部容積内部に収められ、全体的に光拡散体から分離されたガラス電球をさらに含む。電球は、第２の内部容積をさらに画成する凹面を有する。器具は、先端が切り取られたテーパ付けされたリフレクタ、すなわち、円錐曲線を線対称に回転して先端を切り取った形状を全体的に有し、内面及び外面を有するリフレクタなどを含む。ある実施態様では、リフレクタは、円錐曲線の断面形状を全体的に有する傾斜環状壁を有する。しかし、ある実施形態では、傾斜環状壁は、真っすぐな壁であっても、曲がった壁であってもよい。ある実施形態では、リフレクタは、リフレクタ壁の内部によって画成される中央透明部分又は中央開口部も備える。リフレクタは、実質的に第２の内部容積内部で受けられる。

ある実施形態では、ランプは、回路板に取り付けられた複数のＬＥＤをさらに含む。複数のＬＥＤは、光を全体的に軸方向上方に、回路板と実質的に垂直な方向に放射するように構成される。器具は、上方端に拡散体及び下方端に口金を有し、全体的に縦長であることに留意されたい。少なくとも、複数のＬＥＤの第１の部分は、リフレクタの中央開口部を通して光を放射するように構成される。加えて、少なくとも、複数のＬＥＤの第２の部分は、リフレクタの傾斜輪状反射壁から反射する光を放射するように構成される。

器具は、器具が動作しているときに複数のＬＥＤから発散する熱を放散するために、回路板と熱連通するヒートシンク本体をさらに含むことができる。Ａラインの実施形態では、ヒートシンク本体は、その上方部分に輪状溝を含んでもよい。輪状溝は、電球の縁及び拡散体の縁の両方を受けるようにサイズ設定され成形される。

器具は、ドライバ回路が内部に実質的に密閉されたキャッパをさらに含むことができる。キャッパは、ヒートシンクの下方部分に取り付けられてもよい。一部の実施態様では、器具は、ソケットから電力を受け取るためのねじ付き口金を含む。

Ａラインの実施形態では、光拡散体は、ガラス又はポリマー材料、例えば、Ｔｅｉｊｉｎ ＭＬ５２０６などのポリカーボネートから作られてもよい。光拡散体は、個々のＬＥＤからの光が混合され及び／又は不明瞭になるように、通常光をベールすることができる。一般に、拡散体は、光を分散させ、個々のＬＥＤの光を拡散させる。光拡散体は、微弱拡散する低光損失の射出成型プラスチックバルク拡散体を含んでもよい。ある実施形態では、光拡散体は、器具が動作していないときは、白い外観を全体的に有する。光拡散体は、ネオジムドープガラス電球から全体的に分離され、ＬＥＤからの光を拡散させる、及び（硬い表面を有する床上にランプを落としたとき、又はそのような場合などに）起こりうる潜在的な破壊衝撃による粉砕又は亀裂からネオジムドープガラス電球を有利に保護する役目を果たす。

本明細書に開示された実施形態に係るガラス電球は、酸化ネオジムなどのネオジム化合物を含浸させた名目上のソーダ石灰ガラスを含んでもよい。ガラスは、約２重量％〜約１５重量％のＮｄ₂Ｏ₃、例えば、６重量％のＮｄ₂Ｏ₃を含んでもよい。ポリマー材料にはＮｄ₂Ｏ₃が含浸されるのが好ましくないものがあり、これらの材料では、吸収のピーク波長が、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／０２４１６５７Ａ１号に示されるように、典型的には約５８５ｎｍにピークがあるＮｄガラスの吸収の波長からずれる可能性がある。一部のポリマーの実施形態では、ピーク吸収が所望の５８５ｎｍからかなり遠く離れ、所望の赤緑強調が得られない、又は最適化されないといったように、吸収スペクトルのピーク波長及び形状が、Ｎｄ₂Ｏ₃が埋め込まれる材料マトリックスに依存する。また、ガラス電球は、約５０〜約６０ｍｍ（例えば、約５２ｍｍ）の外径、及び約０．１〜約２ｍｍ（例えば、０．５ｍｍ）の壁厚を有してもよい。ガラス電球の１つの機能は、器具が動作しているときにＬＥＤからの光を吸収し、光が透過しているときに可視光スペクトルの黄色部分を低下させることである。もちろん、他のタイプのガラス又はガラス電球が可視光スペクトルの黄色部分を低下させ、赤緑色対比を向上させるように光源を修正することができるのであれば、そうしたガラス電球が可能である。加えて、ガラス電球が、ＬＥＤによって放射された光の一部又はすべての光路にある限り、ガラス電球の他の寸法が可能である。

前述のように、Ａラインの実施形態では、円錐台のリフレクタは中央開口部を有し、複数のＬＥＤの第１の部分が光線を、中央開口部を通して軸方向に放射するように構成される。これらの光線は、ガラス電球に直接当たり、通過して光拡散体に当たる。また、複数のＬＥＤの第２の部分があり、この部分は、リフレクタの外面から反射するように光を放射し、光を径方向に、及び器具の下方端部の口金の方向にも分散させるように配置され又は構成される。リフレクタと拡散体とのこの組み合わせは、ほぼ全方向に光を分散させるのに効果的である。全体的に、リフレクタは、より広い端部及び狭い端部を備え、狭い端部が回路板に隣接し、より広い端部がネオジムドープガラス電球に隣接する。本明細書に記載されるいくつかの実施形態に係るリフレクタは、ポリマー材料を含んでもよく、射出成型されてもよいが、リフレクタは、さらに、一部又は全体が金属材料から形成されてもよい。リフレクタの外面は、反射性又は拡散性白色の高反射性面であってもよい。そうした高反射性面は、高反射被膜及び／又は積層によって通常実現される。

図１は、ある実施形態に係る例示的な照明器具又はＡライン型のランプ１０の概略側面図である。ランプ１０は、第１の内部空間１２を画成する光拡散体１１を含む。内部空間１２内部に第２の内部空間１４を画成するＮｄガラス電球１３が収められる。リフレクタ１５は、実質的に第２の内部空間１４内部に位置する。リフレクタ１５は、中央開口部１６及び傾斜側壁１７を備える。リフレクタの直下に、メタルコアプリント回路板（ＭＣＰＣＢ、図示せず）などのプリント回路板に取り付けることができる複数のＬＥＤ（この図では示されていない）がある。ある実施形態では、リフレクタ及び／又は回路板は、ねじ１８によってヒートシンク本体２０に熱的に接続されるが、他の実施態様では、リフレクタ及びプリント回路板は、他の方法で、例えば熱伝導性エポキシによって、ヒートシンク本体に取り付けられてもよい。輪状溝１９は、ヒートシンク本体２０の上方部分に位置し、拡散体の縁２５及びガラス電球の縁２６を受けるようにサイズ設定され成形される。接合剤又は接着剤（図示せず）を使用して、光拡散体１１及びガラス電球１３を輪状溝１９に取り付けることができる。ドライバ電子機器／回路２１を収容するキャッパ２２が示されている。照明器具１０は、その下方部分にねじ付き口金２３を備えて出来上がる。照明器具１０は、複数のＬＥＤを駆動するために、ドライバ回路２１で電流を受け取り、適切な電流及び電圧を送出するための適切な配線及び追加部品（図示せず）を含むことも理解されたい。

図２は、例示的な照明器具又はＡライン型のランプ１００の分解概略斜視図である。ランプ１００は、縁１０２を有する光拡散体１０１、及び縁１０４を有するガラス電球１０３を含み、これらの両方ともがヒートシンク本体１１３の上方部分に形成された輪状溝１１４に据え付けられるように構成される。また、器具１００は、ねじ１０５によって回路板１１０及びヒートシンク本体１１３に取り付けられるように構成された底部を有するリフレクタ１０６を含む。また、リフレクタ１０６の中央開口部１０８、及びリフレクタ１０６の傾斜壁１０７がこの斜視図に示されている。略円形であってもよい回路板１１０は、中央部分の回りに位置する複数のＬＥＤから構成されたＬＥＤ１１１の中央アレイを含み、外側部分の回りに配列された複数のＬＥＤを含むＬＥＤ１１２の輪状アレイを含む。ＬＥＤ１１１の中央アレイとＬＥＤ１１２の輪状アレイとの組み合わせは、光エンジン１０９を形成する。光エンジン１０９は、ヒートシンク本体１１３と熱連通して取り付けられるように構成される。ランプ１００の下方部分にキャッパ１１６が位置し、このキャッパ１１６がドライバ電子機器１１５を収容するように、及び口金１１７に取り付けられるように構成される。

図３は、別の実施形態に係る本明細書に記載された構成部品を組み込む、ＢＲ型ランプとして知られている投光ランプ３００を示す。そうした形状及びフォームファクタを有するランプは、米国国家規格協会（ＡＮＳＩ）によって部品番号ＢＲ２０、ＢＲ３０、ＢＲ４０などを有するとして全体的に分類されており、様々なランプ間の違いは、１インチの８分の１（１／８）で表された最大直径であり、その結果、例えば、ＢＲ２０ランプは２０／８インチの直径を有する。これらの投光ランプ型ランプは、典型的にはそれらの口金部にわずかな膨らみを組み込むフォームファクタを有し、この特徴を強調表示するようにＡＮＳＩによって接頭辞「Ｂ」で明示された。

図４は、ある実施形態に係る、ＢＲ３０型ランプの断面図４００であり、図５は、同じＢＲ３０型ランプの分解斜視図５００である。器具４００及び５００は、湾曲縁部を有する凸面メニスカス又は円板形状を有する光拡散体４０４、５０４を含む。拡散体４０４、５０４は、このように第１の内部容積に隣接する凹部側面又は平らな内部側面を有する。ある実施形態では、光拡散体は、Ａラインの実施形態に関して上で論じた光拡散体に適した材料の多くを含めて、ガラス材料、又はポリマー材料を含んでもよい。上記のように、光拡散体は、個々のＬＥＤからの光が混合され及び／又は不明瞭になるように、光をベールすることができる。器具が動作していないとき、光拡散体は、全体的に白い外観を有することができることに留意されたい。

ある実施形態では、ヒートシンク本体４０６、５０６は、光拡散体４０４、５０４とかみ合わされるか、他の方法で取り付けられてもよい。図４及び図５に示すように、円盤状の拡散体４０４、５０４の湾曲縁部は、ヒートシンク本体４０６、５０６の上側縁部とかみ合うように構成される。ヒートシンク本体４０６、５０６の内部は、第１の内部容積を画成する。ヒートシンク本体は、器具が動作しているときに、取り付けられた複数のＬＥＤから発散する熱を放散するために回路板４０１、５０１と熱連通することができる（以下でより詳細に説明する）。円錐曲線を線対称に回転することによって全体的に表現されてもよい形状を有するリフレクタ４０３、５０３（以下でより完全に説明する）は、第１の内部容積内で輪状に受けられてもよい。ヒートシンク本体４０６、５０６は、その内部でリフレクタ４０３、５０３を受け、保持するように、並びにその外部で全体的にＢＲ型の外観を与えるようにサイズ設定され、成形されてもよい。

この例示的な実施形態では、ＬＥＤランプ４００、５００は、円錐曲線を線対称に回転することによって全体的に表現される傾斜輪状反射壁、及び中央開口部を有する先端が切り取られたリフレクタ４０３、５０３を含んでもよい。先端が切り取られたリフレクタは、円錐台若しくは放物線、又はことによると複合放物面コレクタ（ＣＰＣ）の形状を全体的に有してもよい。このリフレクタは、ヒートシンク本体４０６、５０６によって画成された第１の内部容積内部で実質的に受けられてもよい。先端が切り取られたリフレクタ４０３、５０３の内部は、第２の内部容積を画成する。また、光エンジン（又は複数のＬＥＤを含む光モジュール）から放射された光がＮｄドープされたガラスドーム４０２、５０２に当たることができるように、先端が切り取られたリフレクタ４０３、５０３は、その前端部若しくは上端部に中央透明部分又は中央開口部を含んでもよい。中央開口部は、先端が切り取られたリフレクタの内壁によって画成されてもよい。ある実施形態では、本開示によるリフレクタは、ポリマー材料によるものであってもよく、射出成型されてもよいが、一部又はすべてが金属材料から形成されてもよい。一部の実施態様では、リフレクタ４０３、５０３の内面は、拡散性高反射性面を備える。この拡散性高反射性面は、高反射性塗料及び／又は積層物によって実現されてもよい。

ＬＥＤベースの照明器具４００、５００は、先端が切り取られたリフレクタ４０３、５０３によって画成された第２の内部容積内部に実質的に収められた半回転楕円体形状のネオジムドープガラス電球４０２、５０２を含んでもよい。ある実施形態では、Ｎｄドープされたガラスドームを取り囲むリング（図示せず）を利用して、先端が切り取られた拡散体の内面にドームを取り付ける。

上記したように、本開示のある実施形態に係るガラス電球は、ネオジム化合物（例えば、酸化ネオジム）を含浸する名目上のソーダ石灰ガラスを含んでもよい。上記のＮｄと同一の又は同様の割合が提供されてもよい。そうしたガラス電球は、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ（例えば、０．５ｍｍ）の壁厚を有することができる。Ｎｄドープされたガラス電球の一機能は、器具が動作しているときに、ＬＥＤからの光を吸収し、光が送出されるときに、可視光スペクトルの黄色部分を低下させることであり、それによって、従来のＬＥＤランプと比較して、照明対象物の赤緑色対比の強調が行われる。そうしたランプは、このように、対象物を照明することによってそれらの対象物の色がより濃厚に又は鮮明に見えるようになるため、ユーザに対して大きな訴求力がある。Ｎｄドープされたガラス電球が、強調された赤緑色対比をどのように提供できるかについての記載は、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７／０２４１６５７号に見出すことができる。

もちろん、可視光スペクトルの黄色部分を低下させ、赤緑色対比を向上させるように光源を修正することができるのであれば、他のタイプのガラス又はガラス電球が可能である。

図４及び図５を再び参照すると、ＢＲの実施形態のランプ４００、５００は、回路板４０１、５０１に取り付けられた複数のＬＥＤを含むことができる。回路板は、先端が切り取られたリフレクタ４０３、５０３の下方部分に隣接した位置に（又は、この下方部分に）通常位置し、ヒートシンク本体４０６、５０６と熱連通する。複数のＬＥＤは、光を略軸方向に放射するように構成されてもよく、少なくとも複数のＬＥＤの一部が、光を、中央開口部を通して、そのすぐ後に回転楕円体のネオジムドープガラス電球４０２、５０２を通して放射するように構成される。また、複数のＬＥＤは、先端が切り取られたリフレクタ４０３、５０３の傾斜輪状反射壁から反射する光を放射するように構成されてもよい。ある実施形態では、複数のＬＥＤは、回路板に実質的に平坦な構成で取り付けられ、回路板は、キャッパねじ５０５によってヒートシンク本体５０６及びキャッパ５０８に接続されてもよく、回路板は、円形断面を有してもよい。例えば、ＢＲ３０の実施形態では、複数のＬＥＤは、２０個のＬＥＤを含んでもよく、ＬＥＤの大部分又はすべてが回路板の中央部に存在する。しかし、ＬＥＤの他の数及び配置が可能であることを理解されたい。

図４及び図５のＢＲの実施形態の器具では、キャッパ４０８、５０８は、ドライバ回路を密閉するように構成され、ヒートシンク本体４０６、５０６の下方部分に取り付けられてもよい。キャッパ４０８、５０８は、その内部にドライブボード又はドライバ電子機器４０７、５０７を密閉する。キャッパ４０８、５０８は、ヒートシンクの下方部分に取り付けられ、電気ソケットから電力を受け取るためのねじ付き口金４０９、５０９にも接続される。

回路板４０１、５０１は、機械的な接続によって、及び／又は接着剤によって、例えば、熱伝導性の接着剤によってヒートシンク本体４０６、５０６に取り付けられてもよい。ある実施形態では、回路板は、実質的に平坦なメタルコアプリント回路板（ＭＣＰＣＢ）を備えてもよい。

ある実施形態では、キャッパは、ランプのためのドライバ回路又は電子機器を受け入れるようにサイズ設定され、成形されるが、それでも器具がＡＮＳＩのＡ１９又はＢＲ３０の外形に一致する外観又は外形を達成できるようにする。典型的には、キャッパは、熱可塑性のエンジニアリングポリマー、例えば、ＰＢＴなどのポリマーを含む。ある実施形態は、ねじ付きエジソン型口金であってもよい口金（２３、１１７、４０９、５０９）を利用する。照明器具は、ねじ付きエジソン型口金コネクタを介してソケットと螺合する構成部品で構成されるとして特徴づけられてもよい。照明器具は、その口金で受け取った標準電力で動作するのに必要な構成部品をすべて含む一体型パッケージとして構築された一体型のランプであるとしてさらに特徴づけられてもよい。

図６及び図７Ａは、環状拡散体を備えた、本明細書に開示された原理を用いる光源の側面図６００及び側面斜視図７００をそれぞれ図解的に示す。図７Ｂは、変形実施形態７５０を示す。

図６及び図７Ａに関連して、さらに別の実施形態を開示する。本実施形態は、白熱電球を置き換えるのに適したＬＥＤランプであり、後付けの白熱電球としてこのランプを使用することが容易となるエジソン型口金コネクタ３０を含む。リング状のＬＥＤベースの光源１５０は、円筒状構成物又はほや１５２から外に向かって光を放射するように円筒状構成物又はほや１５２上に配置される。円形断面を有する環状拡散体１５６（図６が最もよくわかる）は、照度１５４の大半を受け取り散乱させるように配置される。（図７Ａでは、環状拡散体１５６は、ＬＥＤベースの光源１５０が見えるようにファントムで図解的に示されていることに留意されたい。）円形断面を有する環状Ｎｄガラスフィルタ１５８は、照度１５４の大半を受け取りフィルタするように配置される。しかし、Ｎｄガラスフィルタ１５８は、ある実施形態では、環状の代わりに別の形状又は幾何学形状であってもよい。

リング状ＬＥＤベースの光源１５０は、環状拡散体１５６の内部垂直面に接して配置され、そのランバート照度１５４を環状拡散体１５６へ放射する。環状拡散体１５６は、図６に図解的に示すようなランバート拡散面を好ましくは有し、それによって、面上の各点で入射照明１５４が拡散され、環状拡散体１５６の面上のその点から外部に発散するランバート強度出力パターンを生成する。結果として、リング状ＬＥＤベースの光源１５０及び円形経路断面の環状拡散体１５６を備える照明組立体は、実質的に緯度方向及び経度方向の両方に全方向性の光を生成する。

図示するリング状ＬＥＤベースの光源１５０は、環状拡散体の内面に接して配置され、それによって、照度パターン１５４が水平の径方向に最も強く放射される。他の実施形態では、リング状ＬＥＤベースの光源１５０は、環状拡散体１５６の底部又は上部の内面に接して、又は環状拡散体１５６の内面に沿った任意の中間の角度位置に配置される。

図６及び図７Ａでは、環状拡散体１５６は、その輪状経路に沿った任意の点について円形断面を有し、その結果、環状拡散体１５６は、真の円環体である。同様に、リング状ＬＥＤベースの光源１５０が長球又は偏球状に実質的に歪んだそのランバート強度パターンを有する場合、環状拡散体１５６の円形断面は、適切にそれに応じて等照度面と一致するように長球円形又は偏球円形にされる。また、環状Ｎｄガラスフィルタ１５８は、環状拡散体１５６の断面と一致するように、適切にそれに応じて長球円形又は偏球円形であってもよく、或は照度１５４の大半を受け取りフィルタするように配置されるどんな任意の凹面幾何学形状であってもよい。

図６及び図７Ａの図示するほや１５２は、円形断面を有し、リング状光源１５０は、それに応じて円形経路をたどる。図７Ｂに関連して、他の実施形態では、ほや１５２は、多角形の断面、例えば、三角形、正方形、六角形、又は八角形の断面（図示せず）を有し、その場合、リング状光源は、３つの隣接した平坦な回路板（三角形に対して）、４つの隣接した平坦な回路板（正方形に対して）、６つの隣接した平坦な回路板（六角形に対して）、又は８つの隣接した平坦な回路板（八角形に対して）、或はより一般的に、Ｎ個の隣接した平坦な回路板（Ｎ個の辺がある多角形のほや断面に対して）から適切に作られた対応する多角形（例えば、三角形、正方形、六角形又は八角形）の経路を適切にたどる。例えば、図７Ｂは、正方形断面を有するほや１５２’、及びほや１５２’の矩形断面に一致する正方形リングを形成するように９０°の角度で隣接した４つの回路板から作られた正方形の経路をたどるリング状光源１５０’を示す。対応する環状拡散体１５６’（やはり光源１５０’が見えるようにファントムで図解的に示される）も、ほぼ４辺であるが、製造及び滑らかな光出力が容易になるように、４辺の環状体の隣接した辺間に丸くなった遷移部を含む。また、環状のＮｄガラスフィルタ１５８’は、環状拡散体１５６’の断面と一致するように適切にそれに応じて作られても、リング状光源１５０’から照度の大半を受け取りフィルタするように配置されるどんな任意の凹面幾何学形状であってもよい。

図６及び図７Ａに戻って参照すると、ランプは、一方の端にほや１５２を、及び反対端にエジソン型口金コネクタ３０を含む又は支持する口金１６０を含む。図６の断面図に示すように、口金１６０は、リング状ＬＥＤベースの光源１５０に電圧を加え照明１５４を発するための電子機器を含む電子機器１６２を収容する。図６の断面図でさらに示すように、ほや１５２は、中空で、ほや１５２の内側に配置された冷媒循環ファン１６６として具体化されたヒートシンクを収容する。また、電子機器１６２は、冷媒循環ファン１６６を駆動する。ファン１６６は、リング状光源１５０を冷却するために、ほや１５２を通して、したがってリング状ＬＥＤベースの光源１５０に極めて近接して循環空気１６８を送り込む。適宜、熱放散要素１７０、例えば、フィン、ピンなどがリング状ＬＥＤベースの光源１５０から中空ほや１５２の内部に延在し、光源の能動的冷却をさらに促進する。適宜、ほやは、循環空気１６８の流れを促進するための空気入口１７２（図７Ａ参照）を含む。

冷媒ファン１６６によって提供される能動的放熱は、受動的冷却によって、例えば、ほやを金属又は別の熱伝導性材料で作り、適宜フィン、ピン、スロット又は他の特徴を追加してその表面積を増加させることによって、適宜置き換えられうる。他の考えられる実施形態では、ほやは、口金１６０に収容される金属スラグに配置された「冷却」端を有する同様にサイズ設定されたヒートパイプによって置き換えられる。反対に、図５及び図６並びにどこか他の実施形態では、図示した受動的放熱は、ファンなどを使用する能動的放熱によって適宜置き換えられる。再び、これらの実施形態における口金ヒートシンク要素が冷却ファンなどの能動的ヒートシンク要素、又はヒートパイプなどの別タイプのヒートシンク要素であることが考えられる。

図６及び図７Ａに示すランプは、口金コネクタ３０を照明ソケットに接続することによって照明ソケット（図示せず）に据え付け可能な一体型ＬＥＤ置換ランプである。図６及び図７Ａの一体型ＬＥＤ置換ランプは、放熱のためのソケットに依存しない、エジソン型口金コネクタ３０を介してランプソケットから供給されるＡＣ１１０Ｖ若しくは２２０Ｖ、或はＤＣ１２Ｖ若しくは２４Ｖ又は他の電圧よって駆動されうる自己完結型の全方向性ＬＥＤ置換ランプである。

図６及び図７ＡのＬＥＤ置換ランプは（図７Ｂに示すような任意の修正形態とともに）、後付けのより高いワット数の白熱電球、例えば、６０Ｗ〜１００Ｗ又はそれを上回る範囲の白熱電球に特に良く適する。能動的冷却ファン１６６の動作は、約１〜数ワット以下を使用すると予期され、これはこれらのより高いワット数のランプにとっては無視でき、その一方、能動的放熱は、アンペアが数アンペアの範囲までの駆動電流によって動作する高電力ＬＥＤ装置の使用が可能なように数１０ワットのレベルでの熱伝達及び放散が可能である。図６及び図７Ａのランプの冷却は、エジソン型口金コネクタ３０を介してのソケットへの熱伝導にあまり依存せず、そのため、図６及び図７ＡのＬＥＤ置換ランプは、ソケット又は隣接するハードウェアの熱負荷に関する心配をすることなくどんな標準のねじ付き照明ソケットにも使用することができる。また、照明組立体の環状配置は、リング状光源１５０のリング状経路に沿ってＬＥＤを分布させることによって、より多数のＬＥＤを使用することが容易となる。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態では、複数のＬＥＤのそれぞれは、２５００Ｋ〜４０００Ｋの、例えば、約２７００Ｋ又は約３０００Ｋの相関色温度を有することができる。さらに、ある実施形態では、複数のＬＥＤのそれぞれは、実質的にＣＩＥ図の黒体軌跡上にカラーポイントを有することができ、その結果、Ｎｄ吸収によるカラーポイントの下方シフトによって、ランプのカラーポイントが過度に黒体軌跡をはるかに下回ることにはならない。一部の実施態様では、複数のＬＥＤのそれぞれは、実質的にＣＩＥ図の黒体軌跡上にカラーポイントを有することができる。さらに、ある実施形態では、複数のＬＥＤのそれぞれは、約７０〜約９７の、例えば、約８０又は約９０のＣＲＩ値を有する。例えば、複数のＬＥＤのそれぞれは、例えば、モデル５６３０としてＳｅｏｕｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙから、又はモデル７５７としてＮｉｃｈｉａ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できる温白色蛍光体変換ＬＥＤであってもよい。本明細書に記載された実施形態では、複数のＬＥＤのそれぞれは、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体によって変換される青又は青紫発光ダイオードを備え、窒化物赤色蛍光体などの赤色蛍光体を適宜有するパッケージであってもよい。

本明細書に記載された態様では、照明器具は、全体として実質的にＡＮＳＩ Ａ１９又はＢＲ３０のプロファイルに準拠することができる。照明器具は、実質的にＡＮＳＩ Ａ１９のプロファイルに準拠する６０Ｗの白熱ランプ、又は実質的にＡＮＳＩ ＢＲ３０のプロファイルに準拠する６５Ｗの白熱ランプ用の置換ランプとして用いられるように構成されてもよい。もちろん、ＬＥＤの効率のおかげで、そうした「６０Ｗ」又は「６５Ｗ」の置換ランプは、動作において、５〜２５ワットで、例えば、１０Ｗ〜２０Ｗで、又は例えば、約１５Ｗで動作するように構成されうる。

動作において、本開示の実施形態における照明器具は、約５６５ｎｍ〜約６２０ｎｍの領域でその放射光のスペクトル中に、減衰、くぼみ、又は低下を有しているとしてさらに特徴づけられる。すなわち、放射光のスペクトルは、Ｎｄドープされたガラス電球のない同じ照明器具と比較して、その領域で放射光のそのスペクトル中に低下を有することがある。この領域は、約５６５ｎｍ〜約５９５ｎｍであるとしてより厳密に規定され、一部の実施態様では、約５７５ｎｍ〜５９０ｎｍである場合がある。さらに、本照明器具は、動作において、Ｎｄドープされたガラス電球のない同じ照明器具と比較して、その放射光のスペクトル中に約５６５ｎｍ〜約６２０ｎｍの領域に約４０％〜約８０％（例えば、５０％）の減衰、くぼみ又は低下を示すことがある。

本明細書に開示されるいくつかの実施形態に係る照明器具は、強調された赤緑色対比、強調された全体的な色彩選好、及びより明るく、より白い外観を照明対象物に与えることができる。さらに、いくつかの実施形態に係る照明器具は、動作において、ＣＩＥ図の黒体軌跡よりも下のカラーポイントで約２７００Ｋ又は約３０００Ｋの相関色温度の光を放射することができる。加えて、開示された実施形態に係る照明器具は、動作において、約−０．００５〜約−０．０４０の、例えば、−０．０１の、黒体軌跡と比較したＣＣＹ値（ＤＣＣＹ）の変化量を有する光を放射することができる。

上記の説明及び／又は添付図面は、本明細書で参照されたいかなるプロセスに対しても固定された順番又は順序を意味することは意図されておらず、むしろ、いかなるプロセスも、限定されないが、連続するものとして示されたステップを同時に行うことを含む、実行可能な任意の順番で行うことができる。

本発明は特定の例示的な実施形態に関して記載されたが、添付の特許請求の範囲において述べられるような本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、当業者には明白な様々な変更、置換、及び改造を開示された実施形態に対して行うことができることを理解されたい。

Claims (11)

1. 第１の内部容積を有する凹面の光拡散体であって、円形の拡散体の縁を含む、光拡散体と、
   第１の内部容積内部に配置され、光拡散体から離れて配置された凹面のネオジムドープガラス電球であって、第２の内部容積を有し、円形のガラス電球の縁を有するガラス電球と、
   第２の内部容積内部に配置されたリフレクタと、
   光を放射するように構成された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えるプリント回路板であって、第２の内部容積内部のリフレクタの底部に取り付けられたプリント回路板と、
   プリント回路板及びリフレクタに熱的に接続され、上方部分に形成された輪状溝を含むヒートシンクであって、輪状溝が、拡散体の縁及びガラス電球の縁の両方を完全に据え付けるようにサイズ設定され成形される、ヒートシンクと
   を備え、
   ネオジムドープガラス電球が、ＬＥＤの発光中に、光を吸収して可視光スペクトルの黄色部分を低下させる、
   ＬＥＤ式ランプ。
2. ヒートシンクに接続され、ドライバ回路を収容するキャッパをさらに備える、請求項１記載のＬＥＤ式ランプ。
3. キャッパに接続された口金をさらに備える、請求項２記載のＬＥＤ式ランプ。
4. リフレクタが、内部反射面及び外部反射面を有する傾斜環状壁を備え、傾斜環状壁が中央開口部を画成し、複数のＬＥＤが、プリント回路板の表面の中央部分の回りに配置された中央ＬＥＤアレイ、及びプリント回路板の表面の外側部分の回りに配置された輪状ＬＥＤアレイを備え、中央ＬＥＤアレイがリフレクタの中央開口部を通して光を放射し、輪状ＬＥＤアレイが傾斜環状壁の外部反射面から反射する光を放射して径方向に光を分散させる、請求項１乃至３のいずれかに記載のＬＥＤ式ランプ。
5. リフレクタ及びプリント回路板がねじによってヒートシンク本体に取り付けられる、請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＥＤ式ランプ。
6. 光拡散体が卵形、半球形、又は回転楕円体形のうちの１つ以上を有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のＬＥＤ式ランプ。
7. ネオジムドープガラス電球が約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの壁厚を有する、請求項１乃至６のいずれかに記載のＬＥＤ式ランプ。
8. 可視光スペクトルの黄色部分の低下が約５６５ｎｍ〜約６２０ｎｍの領域にある、請求項１乃至７のいずれかに記載のＬＥＤ式ランプ。
9. 可視光スペクトルの黄色部分の低下が約５６５ｎｍ〜約５９５ｎｍの領域にある、請求項８記載のＬＥＤ式ランプ。
10. 複数のＬＥＤが約２５００Ｋ〜約４０００Ｋの相関色温度を有する、請求項１乃至９のいずれかに記載のＬＥＤ式ランプ。
11. 複数のＬＥＤが約７０〜約９７のＣＲＩ値を有する、請求項１乃至１０のいずれかに記載のＬＥＤ式ランプ。